1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

l, м	№ опыта	N	t, с	t ср, с	Т, с
l1 = 0,22	1
l2 = 0,88	1

2. Закрепите лапку у верхнего края стержня штатива. Штатив разместите на столе так, чтобы конец лапки выступал за край поверхности стола. Подвесьте к лапке с помощью тесьмы один груз из набора. Расстояние от точки повеса до центра груза должно быть 22см.

3. Подготовьте электронный секундомер к работе в ручном режиме.

4. Отклоните груз на 5-6 см от положения равновесия и замерьте время, за которое груз совершит 30 полных колебаний.

5. Повторите измерение 3-4 раза и определите среднее время t_ср1.

6. Вычислите период колебания груза с длиной подвеса 22 см: Т₁ = .

7. Увеличьте длину подвеса в четыре раза.

8. Повторите серию опытов с маятником новой длины и измерьте его период колебаний: Т₂ = .

9. Сравните периоды колебаний двух маятников, длины которых отличались в четыре раза, и сделайте вывод относительно справедливости формулы (1). Укажите возможные причины расхождения результатов.

21. Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника

Оборудование:  штатив с муфтой и лапкой  тесьма с петлями на концах  набор грузов  измерительная лента с миллиметровыми делениями  электронный секундомер

Цель работы состоит в определении ускорения свободного падения на основе зависимости периода колебаний маятника на подвесе от длины подвеса.

Если груз, подвешенный на нити, колеблется, а его размеры значительно меньшие, чем длина нити, то период колебаний может быть определен из формулы: Т = 2p (1), где ‑длина нити (точнее расстояние от точки подвеса до центра тяжести груза), g‑ускорение свободного падения. Зная период колебаний и длину нити, на основании этой формулы можно определить величину ускорения свободного падения: g = (2).

Длину нити измеряют масштабной лентой с миллиметровыми делениями, а период – по времени t, за которое маятник совершит определенное количество колебаний N: Т=.

Выполнение работы:

1. Закрепите лапку у верхнего края стержня штатива. Штатив разместите на столе так, чтобы конец лапки выступал за край поверхности стола. Подвесьте к лапке один груз из набора. Груз должен висеть в 3-4 см от пола.

2. Для записи результатов измерений и вычислений подготовьте таблицу:

№ опыта	, м	N	t, с	tср, с	Т, с	g, м/c2

3. Измерьте лентой длину маятника .

4. Подготовьте измеритель времени к работе в режиме секундомера.

5. Отклоните маятник на 5-10 см и отпустите его.

6. Замерьте время t, за которое он совершит 40 полных колебаний.

7. Повторите опыт 5-7 раз , после чего вычислите среднее время, за которое мятник сделает 40 колебаний t_ср.

8. Вычислите период колебаний Т = .

9. Вычислите по формуле (2) ускорение свободного падения.

10. Определите относительную ошибку полученного результата e:

e = , где g_изм - величина ускорения свободного падения, определенная по результатам проделанной работы, g - значение, взятое из справочника.

25